JP2009533762A - 触覚的に生成された基準キーを有するタッチパネル - Google Patents

Abstract

タッチパネルは、基準キーおよび非基準キーの指示をユーザに提供する。前記タッチパネルは、タッチを感知し、該タッチ位置を判断する。次いで前記タッチパネルは、前記位置が基準キーである場合、触覚的効果を生成し、前記位置が非基準キーである場合、異なる触覚的効果を生成する。

Description

本発明の一実施形態は、タッチパネルを対象とする。より具体的には、本発明の一実施形態は、タッチパネルのためのユーザインタフェースを対象とする。

関連出願
本願は、２００６年４月１１に出願された米国仮特許出願第６０／７９０，９６２号の利益を主張する。

数字キーパッドまたはＱＷＥＲＴＹ（英数字）キーボード等のほとんどの標準キーボードは、基準としての役目を果たすキーの１つ以上に隆起領域を提供する。数字キーボードでは、特定のボタンが基準キーであることを示すために、バンプ等の隆起部分が数字の「５」キーの上部表面上に設置される。ＱＷＥＲＴＹキーボードでは、隆起領域は、「Ｆ」および「Ｊ」キーの上に設置され、ユーザが人差し指で容易にこれらの基準キーを見つけられるようにする。一度指を基準キーに置くと、ユーザは残りのキーの位置に関する予備知識を用いて、キーボードを見下ろす必要なく、キーボードのキーを操作することができる。

タッチ画面、タッチパッド、タッチに敏感に反応するモニタ等は、集合的にタッチパネルとして既知であり、コンピュータおよび他のデバイスへの入力ソースとして、ますます普及してきている。典型的なタッチパネルは、通常サンドイッチ構造の、タッチに敏感に反応する入力パネルおよび表示デバイスを含む。タッチは、指またはスタイラスペンがタッチパネルの最外表面に接触する際に、タッチパネルにより感知される。パネル上の指またはスタイラスペンの接触位置は、ｘおよびｙ座標に変換される。いくつかのタッチパネルは、ディスプレイ上に設置される透明なオーバーレイであるが、タッチパッド等の他のタッチパネルは、不透明なデバイスであり、典型的に、例えばポータブルコンピュータ上のカーソル移動をコントロールするために使用され、またはコンピュータへの書き込み、もしくは署名入力を含む用途のためのペン入力デバイスとして使用される。タッチパネルは、コンピュータ、自動車、ＡＴＭ機等の中または近くに取り付けることができる。

しかしながら、一般的にタッチパネルには、上記のキーボードで記載されるような隆起領域が無い。従って、典型的にタッチパネルには、ユーザに基準キー情報を提供する物理的突起特性が無い。

前述に基づき、基準キーをタッチパネルのユーザに提供するためのシステムおよび方法の必要性が存在する。

本発明の一実施形態は、１つ以上の基準キーおよび非基準キーの表示をユーザに提供するタッチパネルである。タッチパネルは、タッチを感知し、タッチの位置を判断する。次いでタッチパネルは、位置が基準キーの場合、触覚的効果を生成し、位置が非基準キーの場合、異なる触覚的効果を生成する。

［詳細な説明］
本発明の一実施形態は、手の指またはスタイラスペン等によるユーザの接触に応えて、少なくとも２つの異なるフォースフィードバックまたは触振動フィードバック効果（集合的に、本明細書で「触覚的効果」と称される）を生成するタッチパネルである。第１の触覚的効果（例えば、振動）は、ユーザが基準キーを１つ以上見つけられるように提供され、第２の触覚的効果は、ユーザが基準キー以外の表面領域を見つけられるように提供される。１つ以上の基準キーの位置をユーザが確証することにより、周辺キー表面を見つけるための第２の触覚的効果から残りのキーが判断されてもよい。これは、少なくとも部分的に、残りのキーの位置に関するユーザの予備知識を利用して行われる。ユーザの知識は、一般的な数字キーパッドまたはＱＷＥＲＴＹキーボード等の、周辺キーの標準配置に基づいてもよい。あるいはユーザの知識は、ユーザが習得した特定のデバイスの周辺キーの位置に基づいてもよい。結果として、キーボード／キーパッド／または他の触覚的に有効なタッチパネルは、ユーザが継続的に視線を表面に向けておく必要なく使用することができる。

図１は、本発明の一実施形態によるタッチパネル１０のブロックダイアグラムである。タッチパネルシステム１０は、ビデオ画面１８の上に配置される透明でタッチに敏感に反応する表面１５を含む。タッチに敏感に反応する表面１５は、ユーザの指、スタイラスペン、または他の物体のタッチを感知するように設計および構成され、ｘおよびｙ座標等のタッチ位置信号を触覚コントローラ２０に提供する。タッチに敏感に反応する表面１５は、容量感知、圧力感知、または他の手段により、例えば、圧力および／または熱に敏感に反応してもよい。ビデオ画面１８は、ユーザがタッチに敏感に反応する表面１５に見ることができるキーおよび他の文字、ならびに図形を生成する。

コントローラ２０は、プロセッサおよびプロセッサによって実行される命令を記憶するためのメモリを含む。コントローラ２０は、タッチ位置の受信に応えて触覚的効果を２つ以上生成し、かつ他の機能も実行する多目的のコントローラ／コンピュータであってもよい。コントローラ２０は、タッチに敏感に反応する表面１５およびビデオ画面１８から離れた位置にあってもよく、またはそれらのコンポーネント内に統合されていてもよい。

タッチパネル１０は、タッチに敏感に反応する表面１５のそれぞれの角に位置するアクチュエータ２５〜２８をさらに含む。アクチュエータ２５〜２８は、触覚コントローラ２０から受信する信号に応えて、触覚的効果を生成する。一実施形態では、触覚的効果は、振動形態であり、振動の様々な強度、頻度、および継続期間によって異なる触覚的効果を生成することができる。アクチュエータ２５〜２８は、タッチパネル１０のユーザに触振動力を印加する（例えば、タッチに敏感に反応する表面１５を介して）ことができる力印加メカニズムを１つ以上含むことができる。この力は、例えば、物の回転、圧電デバイス、または他の振動アクチュエータ型のものによって生じる振動運動の形態で伝達することができる。図１では、アクチュエータ２５〜２８は、タッチに敏感に反応する表面１５の角に位置されるが、他の実施形態では、触覚的効果を生成するために、１つ以上のアクチュエータを使用することができ、１つ以上のアクチュエータがタッチパネル１０の他の領域に位置してもよい。

図１に示される実施形態では、タッチパネル１０は、数字キーパッドであり、キー＃５（３２）が基準キーである。しかしながら、他の実施形態では、タッチパネル１０は、英数字ＱＷＥＲＴＹキーボードであってもよく、または従来型ではないキー配置を有していてもよい。他の実施形態では、タッチパネル１０の画面に表示される他の図形に関して、少なくとも１つの図形が基準物体またはキーとして機能する限り、英数字キー以外のいずれの他の図形を使用してもよい。プログラミングにより、図１のビデオ画面１８は、様々なキーまたは図形の表示を可能にする。しかしながら、キーパッド等の他の実施形態では、システム１０は、ビデオ画面１８を含まず、シルクスクリーニングまたは他の永久的な図の表示方法等、キーをタッチに敏感に反応するパネル１５上に表示する他の方法を使用することができる。

図１のタッチパネル１０のキーの配置は、０〜９の数字ならびに他のキー「＊」および「＃」を有し、電話およびコンピュータキーパッド等、ほとんどの数字キーパッドに見られる標準配置として設定される。コントローラ２０は、タッチに敏感に反応する表面１５がユーザの指が図１の実施例では「５」キーである基準キー（３２）をタッチしたことを感知する際に、第１の触覚的信号を１つ以上の基準キーに割り当て、アクチュエータ２５〜２８に該第１の触覚的信号に関する触覚的効果を生成させるように構成される。

第１の触覚的効果の支援により、一度「５」キーの位置が見つけられると、ユーザは、上昇と称される「２」キーの位置、または下降と称される「８」キーの位置、もしくは他のキーに移動することができる。これは、標準キーボード配置の予備知識（すなわち、記憶から）と、ユーザに「２」または「８」等の非基準キーがタッチされていることを示す第２の触覚的効果を使用することと、の組み合わせにより、達成される。

数字キーパッドを有する図１の実施形態では、基準数字３２として割り当てられる接触領域は、キー３２をタッチすることでユーザに対して固有の触覚的応答を生成するように触覚的に有効になる。この固有の触覚的反応は、ユーザに基準キーがタッチされていることを知らせる。一実施形態では、固有の触覚的感覚に加えて、またはその代わりに可聴音が提供されてもよい。

さらに、ユーザがタッチ画面１０上の異なるキーの間を操作している際、コントローラ２０は、異なる触覚的信号をアクチュエータ２５〜２８に提供し、アクチュエータ２５〜２８は、ユーザが非基準キー（キー０〜４、６〜９、「＊」、および「＃」）をタッチする際、異なる触覚的感覚をユーザに出力する。従ってユーザは、非基準キー（すなわち、１〜４、６〜０、および＊／＃）の１つ以上に接触する度に、第２の触覚的効果を感じられる。一実施形態では、画面上での滑り接触中、数字が付されている領域の一部分ではない領域では、触覚的効果が生成されない。

第２の触覚的効果の生成により、ユーザが基準キー以外のいずれのキーの上に置く際に、ユーザは基準キー３２を見つけ、判断することができるようになる。従って、一度ユーザが基準キー３２を見つけると、ユーザは指を上方向および境界線の外側に滑らせることができ、一度指が基準キー３２の境界線から離れると、いずれの触覚的効果も感じない。そしてユーザは、一度ユーザの指が「２」キー等の非基準キーの境界線に入ると、第２の触覚的効果を感じる。この方法では、２つの異なる触覚的効果のみで、ユーザは、視覚的誘導を必要とせずに、いずれの所望のキーに進み、選択することができる。

他の実施形態では、さらなる情報をユーザに付与するために、コントローラ２０およびアクチュエータ２５〜２８によって、第３、第４等の触覚的効果を生成することができる。例えば、キーが押下される場合に、第３の触覚的効果を生成することができる。接触圧力がキー上で維持される場合に、第４の触覚的効果を生成することができる。第３の触覚効果は、選択を確認することができ、第４の触覚効果は、同一数値を複数回入力デバイスに加える、またはいくつかの他の機能を実行することができる。あるいは、同一数字キーから移動して再接触することにより、同一数値を入力デバイスに複数入力できるようにする。さらに、他の実施形態では、タッチ画面１５上での指の滑り動作は、第５の触覚的効果を生成してもよく、指がキーの１つの端に接触する際に、第６の触覚的効果を生成してもよい。

開示されるように、本発明の一実施形態は、タッチ画面上に表示される英数字キーボード上の複数の基準キーを対象とすることもできる。一実施形態では、標準ＱＷＥＲＴＹキーボードで、２つの触覚的効果（すなわち、ユーザにとっての２つの異なる感覚）が生成される。図２は、基準キー「Ｆ」および「Ｊ」を有する、本発明の一実施形態によるタッチパネルのＱＷＥＲＴＹキーボード４０を図示する。「Ｆ」および「Ｊ」キー（すなわち、それぞれのキーを画定する表面領域）は、第１の触覚的効果と共にユーザに提供され、残りの英数字キーおよび他のキーの表面領域との接触は、第２の触覚的効果を生成する。この方法では、ユーザは、中立キー（Ｆ＆Ｊ）を見つけることができ、これによってすべての他のキーを判断することができる。これらの２つの触覚的効果およびキーボード配置のユーザの予備知識により、文字キー、数字キー、ファンクションキー（Ｆ１〜Ｆ１２）、シフトキー、コントロール、削除、挿入、タブ、キャプスロック、エスケープキー等のすべてのキーの位置を見つけることができる。

図３は、本発明の一実施形態によるタッチパネルの非標準キーボード部分５０を図示する。ここではコピー機をコントロールするタッチパネルである、「標準」ではないキーボードが、使用により獲得されるキー位置の記憶の結果、「標準」となってもよく、キーの１つ以上が標準キーとして割り当てられてもよい。

図４は、本発明の一実施形態による基準キーを触覚的に生成するために、タッチパネルによって実行される機能のフローダイアグラムである。一実施形態では、図４の機能は、メモリに記憶され、プロセッサによって実行されるソフトウェアによって実装される。他の実施形態では、この機能を、ハードウェアによって排他的に実行する、またはハードウェアとソフトウェアのいずれの組み合わせによって実行することができる。さらに、他の実施形態では、タッチパネルは、平坦というよりはむしろ曲面、または他の形状を有し、ドーム型スイッチ、薄膜等のタッチに敏感に反応する表面以外の方法によってタッチを感知することができる。

タッチに敏感に反応する表面１５上のキーまたは他の対象に、ユーザの指がタッチまたは接触したことが感知される（１０２）。タッチに敏感に反応しない表面では、キーが押下されてもよい。

感知されたタッチの位置（例えば、ｘおよびｙ座標、またはタッチに敏感に反応しない実施形態では、キーが押下されたという判断）が判断される（１０４）。

１０４で感知されたタッチの位置が、基準キーに関して割り当てられた領域内であるかどうかが判断される（１０６）。例えば、図１の実施例では、位置が基準キー３２と一致するか？

感知された位置が割り当てられた基準キー領域内である場合、第１の触覚的効果信号がアクチュエータに出力される（１１２）。

感知された位置が割り当てられた基準キー領域内ではない場合、感知された位置が、基準キー以外の触覚的キー領域内であるかどうかが判断される（１０８）。そうであれば、第２の触覚的効果信号がアクチュエータに出力される（１１０）。そうでなければ、タッチシステム１０によって触覚的効果は出力されない。

開示されるように、本発明の実施形態は、タッチパネル上の基準キーおよび非基準キーを触覚的に有効にする。これは、ユーザが基準キー、その結果としてタッチパネルとの視覚的接触を必要とせずに、残りのキーを見つけられるようにする。結果として、タッチパネルが乗物に導入され、タッチパネルより道路に視線を向けておくことがユーザにとって望ましい場合等、タッチパネルを容易に見ることができないユーザだけでなく、視力障害のあるユーザがより容易にタッチパネルを利用することができる。

本発明のいくつかの実施形態が本明細書に具体的に図示および／または記載される。しかしながら、本発明の修正および変形は、上記の指導によって網羅され、本発明の精神および主旨から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内であることが理解されるであろう。

例えば、振動の触覚的効果が上記の実施形態で開示されるが、力、振動、および／または運動（例えば、変形可能な表面）を伴ういずれの種類の触覚的効果も使用することができる。

本発明の一実施形態によるタッチパネルを示すブロックダイアグラムである。 基準キー「Ｆ」および「Ｊ」を有する本発明の一実施形態によるタッチパネルのＱＷＥＲＴＹキーボードを示す図である。 本発明の一実施形態によるタッチパネルの非標準キーボード部分を示す図である。 本発明の一実施形態による基準キーを触覚的に生成するためにタッチパネルによって実行される機能を示すフローダイアグラムである。

Claims (23)

1. タッチパネルを操作する方法であって、
   前記タッチパネル上の接触を感知するステップと、
   前記接触の位置を判断するステップと、
   前記位置が前記タッチパネル上の基準キーである場合、第１の触覚的効果を生成するステップと、
   前記位置が前記タッチパネル上の非基準キーである場合、第２の触覚的効果を生成するステップと、を含むことを特徴とする方法。
2. 前記タッチパネルは、標準キーボードを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記タッチパネルは、複数のキーを備え、
   前記位置が前記複数のキー以外の前記タッチパネルの一部分である場合、第３の触覚的効果を生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記第１および第２の触覚的効果は、触振動覚的効果であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記接触が前記タッチパネル上の滑り接触を示す場合、第３の触覚的効果を生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記位置を判断するステップは、前記接触位置のｘおよびｙ座標を判断するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記第２の触覚的効果および前記標準キーボードの知識に基づき、前記非基準キーの同一性を判断するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
8. キーボードを示す複数の図形を有する、タッチに敏感に反応する表面と、
   前記タッチに敏感に反応する表面と連結するアクチュエータと、
   前記アクチュエータと連結するコントローラと、を備えるタッチパネルであって、
   前記キーボードは、基準キーおよび非基準キーを有し、前記コントローラは、前記基準キーが接触される際に第１の触覚的信号を生成し、前記非基準キーが接触される際に第２の触覚的信号を生成するように構成されることを特徴とするタッチパネル。
9. 前記アクチュエータは、前記第１の触覚的信号に応えて第１の触覚的効果を生成し、前記第２の触覚的信号に応えて第２の触覚的効果を生成することを特徴とする請求項８に記載のタッチパネル。
10. 前記タッチに敏感に反応する表面と連結する前記図形を生成するビデオ画面をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載のタッチパネル。
11. 前記キーボードは、標準ＱＷＥＲＴＹキーボードであることを特徴とする請求項８に記載のタッチパネル。
12. 前記キーボードは、標準数字キーパッドであることを特徴とする請求項８に記載のタッチパネル。
13. 前記アクチュエータは、振動生成デバイスを備えることを特徴とする請求項８に記載のタッチパネル。
14. 記憶される命令を有するコンピュータ読取可能な媒体であって、プロセッサによって実行される際、プロセッサに
    タッチパネル上のタッチを感知させ、
    前記タッチの位置を判断させ、
    前記位置が前記タッチパネル上の基準キーである場合、第１の触覚的効果を生成させ、
    前記位置が前記タッチパネル上の非基準キーである場合、第２の触覚的効果を生成させることを特徴とするコンピュータ読取可能な媒体。
15. 前記タッチパネルは、標準キーボードを備えることを特徴とする請求項１４に記載のコンピュータ読取可能な媒体。
16. 前記タッチパネルは、複数のキーを含み、前記命令は、さらにプロセッサに
    前記位置が前記複数のキー以外の前記タッチパネルの一部分である場合、第３の触覚的効果を生成させることを特徴とする請求項１４に記載のコンピュータ読取可能な媒体。
17. 前記第１および第２の触覚的効果は、触振動覚的効果であることを特徴とする請求項１４に記載のコンピュータ読取可能な媒体。
18. 前記命令は、さらにプロセッサに
    前記タッチが前記タッチパネル上の滑り接触を示す場合、第３の触覚的効果を生成させることを特徴とする請求項１４に記載のコンピュータ読取可能な媒体。
19. タッチパネルのユーザとインタフェースで接続する方法であって、
    前記ユーザが前記タッチパネルの基準キーを選択しているかどうかを判断するステップと、
    前記基準キーが選択されている場合、第１の触覚的効果を生成するステップと、を含むことを特徴とする方法。
20. 前記ユーザが前記タッチパネルの非基準キーを選択しているかどうかを判断するステップと、
    前記非基準キーが選択されている場合、第１の触覚的効果を生成するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 前記第１の触覚的効果および前記第２の触覚的効果は、触振動覚的効果であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 前記タッチパネルは、標準キーボードを備えることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
23. 前記第２の触覚的効果および前記標準キーボードの知識に基づき、前記非基準キーの同一性を判断するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。

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